基于三维视角的楼梯区域行人疏散行为实验及仿真研究

发布时间：2024-01-18 16:58

　　楼梯作为城市公共交通疏散不可缺少的一环,被广泛用在各种建筑物中,尤其是一些大型的生活娱乐场所。在停电、火灾、地震等紧急情况下,乘坐电梯可能会对人员疏散造成不可预估的伤害,此时楼梯将成为人们唯一的疏散通道。在遇到突发事件时,楼梯区域又很容易出现人员过度拥挤而造成大规模踩踏事故。可见,楼梯既是疏散通道,也是疏散瓶颈区。因此,对楼梯区域人员疏散典型行为特征进行研究,并制定科学的疏散策略具有重要的现实意义。本文从三维视角出发,开展了不同情况下的楼梯区域真人实验,利用视频处理技术提取行人轨迹,对速度、密度、流量等典型特征进行了分析,最后用改进的3D社会力模型进行仿真研究,并给出疏散优化建议。本文主要研究工作如下:(1)开展了地面行走实验、楼梯直线和转圈行走实验。实验表明:行人在运动时,在水平和竖直方向都有明显的摆动现象,其运动轨迹可以用正弦函数较好地拟合;行人在台阶上运动时,其轨迹的振幅与速度成负线性关系,摆动频率与速度成正线性关系;台阶会约束行人的步伐,使他们的微观速度分布呈现出深浅交错的“阶梯状”。(2)开展了常态下楼梯区域人员运动行为观察研究。结果表明:常态下,行人下楼速度大于上楼速度;行...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 楼梯区域人员运动行为影响因素研究
        1.2.2 楼梯区域人员疏散行为研究
        1.2.3 典型的行人疏散模型研究
        1.2.4 国内外研究述评
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线图
    1.4 论文创新点
第二章 楼梯区域行人疏散相关理论
    2.1 楼梯结构规范
    2.2 典型的行人疏散行为
        2.2.1 分层现象
        2.2.2 瓶颈摆动现象
        2.2.3 小群体行为
        2.2.4 路径选择行为
    2.3 基于视频处理技术的行人轨迹提取方法
        2.3.1 视频处理技术简介
        2.3.2 基于Mean-Shift算法的行人轨迹提取方法
    2.4 行人运动参数计算方法
        2.4.1 Voronoi方法计算人员空间大小
        2.4.2 疏散速度计算
        2.4.3 人员密度计算
        2.4.4 人流量计算
第三章 地面和楼梯区域人员行走实验
    3.1 地面行走实验
        3.1.1 实验介绍
        3.1.2 实验结果分析
    3.2 楼梯直线行走实验
        3.2.1 实验介绍
        3.2.2 实验分析
    3.3 楼梯转圈行走实验
        3.3.1 实验介绍
        3.3.2 实验结果分析
    3.4 本章小结
第四章 常态下楼梯区域人员运动行为观察实验
    4.1 观察场地介绍
    4.2 实验结果分析
        4.2.1 速度、密度、流量分析
        4.2.2 行人速度影响因素分析
    4.3 本章小结
第五章 紧急情况下楼梯区域人员疏散实验
    5.1 实验场地及疏散演习安排
        5.1.1 实验场地
        5.1.2 实验过程介绍
    5.2 实验结果分析
        5.2.1 上下楼宏观特征对比
        5.2.2 上下楼微观特征对比
    5.3 本章小结
第六章 楼梯区域行人疏散仿真研究
    6.1 三维社会力模型建模
        6.1.1 模型构建
        6.1.2 模型基本参数设定
    6.2 常态下楼梯区域行人运动行为仿真研究
        6.2.1 行人运动轨迹仿真
        6.2.2 微观速度分布仿真
        6.2.3 双向运动疏散效率仿真研究
    6.3 紧急情况下楼梯区域行人疏散仿真研究
        6.3.1 40人上下楼应急疏散仿真研究
        6.3.2 疏散效率影响因素仿真研究
    6.4 本章小结
研究结论与展望
    一、研究结论
    二、研究展望
参考文献
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3879668